碳中和背景下的化工行業(yè)

碳中和無疑是近期資本市場(chǎng)關(guān)注度最高的話題之一。實(shí)際上，我國減碳目標(biāo)的提出與落地并非突然襲擊，而是經(jīng)歷了不斷的推進(jìn)過程。“達(dá)峰”不是一蹴而就，“中和”更非一日之寒。2009年我國就首次提出2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的量化目標(biāo)。從強(qiáng)度目標(biāo)到總量目標(biāo)，從達(dá)峰再到凈零，減排目標(biāo)向更高難度的演進(jìn)見證了我國在應(yīng)對(duì)氣候變化上長(zhǎng)期且持續(xù)的投入。2020年9月，總書記在第75屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上提出我國力爭(zhēng)2030年碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。這不僅是中國肩負(fù)大國責(zé)任實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化雄心目標(biāo)并引領(lǐng)全球氣候治理的莊嚴(yán)承諾，更加會(huì)對(duì)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及投資邏輯產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。碳中和對(duì)包括新能源在內(nèi)的新興產(chǎn)業(yè)的利好簡(jiǎn)單易懂，但對(duì)于傳統(tǒng)行業(yè)的影響卻難以一概而論，尤其是對(duì)化工這種傳統(tǒng)意義上的高耗能行業(yè)，市場(chǎng)將其解讀為又一輪的供給側(cè)改革，但“改革”的對(duì)象究竟是誰？尤其是近期內(nèi)蒙古宣布除部分豁免項(xiàng)目外“十四五”期間不再新批現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目，更加劇了市場(chǎng)對(duì)化工行業(yè)尤其是煤化工行業(yè)未來的擔(dān)憂。我們認(rèn)為，化工行業(yè)碳排放的特點(diǎn)可以總結(jié)為：1）排放總量有限但強(qiáng)度突出。2）煤化工過程排放的壓力較大，但提前布局提效和減排的龍頭企業(yè)具有充足的生存空間以及發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

化工碳排放特點(diǎn)及核算方法

目前我國二氧化碳年排放量達(dá)到100億噸，化工行業(yè)（石油加工及煉焦業(yè)與化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)）的碳排放量不到5億噸，遠(yuǎn)小于電力、鋼鐵、水泥等排放大頭，也就是說從總量看化工并非首當(dāng)其沖的行業(yè)。但從強(qiáng)度看，化工的單位收入碳排放量高于工業(yè)行業(yè)平均水平；且不同區(qū)域由于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)及發(fā)展水平的不同，面臨差異化的壓力，使得化工行業(yè)在部分地區(qū)可能會(huì)面臨來自碳排放的發(fā)展桎梏。

2.1 排放總量有限

首先，從全社會(huì)碳排放總量看，19年全球二氧化碳排放總量達(dá)342億噸，我國排放量達(dá)98億噸。我國碳排放占比隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步提升，尤其是加入WTO之后排放量增速出現(xiàn)拐點(diǎn)，通過深度參與國際分工承接了全球碳排放的轉(zhuǎn)移。過去十年，全球碳排放量復(fù)合增速為1.4%，而國內(nèi)增速為2.5%，快于全球平均水平。目前我國占全球排放量近30%，已成為全球碳排放量最大的國家。我國在全面建成小康社會(huì)、消除貧困的壯舉和成就有目共睹，然而碳排放的議題一直是中國與西方發(fā)達(dá)國家在未來發(fā)展權(quán)問題上角力的重點(diǎn)。在這一背景下，我國主動(dòng)提出達(dá)峰和凈零，把握氣候治理主動(dòng)權(quán)的必要性和前瞻性就顯而易見了。

從碳排放產(chǎn)生的機(jī)理可將排放大致分為兩類：能源相關(guān)排放和工業(yè)過程排放。前者比較好理解，主要就是化石能源直接燃燒造成的碳排放，根據(jù)核算邊界的不同也會(huì)包含購入電力、熱力的排放；后者則與能源消耗無關(guān)，而是特定的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的排放，比如水泥玻璃生產(chǎn)過程中石灰石分解散逸、金屬冶煉、合成氣變換制氫等，其中水泥生產(chǎn)的過程排放占我國總工業(yè)過程排放的75%左右。

那么從我國碳排放的一次來源看，煤炭占據(jù)了75%的份額，其次是石油、過程排放以及天然氣。而一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，煤炭占比僅為58%，說明煤炭單位排放強(qiáng)度也高于一次能源的平均水平。我國“富煤少油缺氣”的資源現(xiàn)狀以及煤炭的高單位排放量，導(dǎo)致了煤炭下游行業(yè)成為我國減碳工作的關(guān)注重點(diǎn)。

我們基于學(xué)術(shù)界具有較高權(quán)威性的CEADS數(shù)據(jù)庫對(duì)國內(nèi)分部門排放結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，原始數(shù)據(jù)包含47個(gè)國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)，17項(xiàng)化石能源燃燒排放和1項(xiàng)過程排放。值得一提的是，對(duì)于過程排放，CEADS數(shù)據(jù)庫僅考慮水泥生產(chǎn)相關(guān)的排放，而化石能源投入轉(zhuǎn)化帶來的過程排放則主要計(jì)入了能源相關(guān)。從產(chǎn)生碳排放的終端部門來看，17年我國工業(yè)部門（不含電力和熱力部門）的碳排放量為36.7億噸，占總排放量的39%，是繼電力和熱力領(lǐng)域外的第二大碳排放行業(yè)。進(jìn)一步在工業(yè)部門內(nèi)部，化工（石油加工及煉焦業(yè)+化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)）的碳排放量約為4億噸，僅占到工業(yè)總排放量的10.2%，占國內(nèi)總排放量的4%。工業(yè)領(lǐng)域中的碳排放主要還是來自于非金屬礦物及黑色金屬冶煉，直接占到了工業(yè)碳排放總量的78%，國內(nèi)碳排放總量的30%。

同時(shí)結(jié)合碳排放的能源結(jié)構(gòu)和消費(fèi)下游來看，煤炭消費(fèi)作為碳排放的主力，其能源消費(fèi)的73%用于電力和鋼鐵用途，化工消費(fèi)僅占8%。而化工在原油和天然氣下游消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比分別是49%和10%。因此，從全國維度下的排放總量及占比看，化工行業(yè)的排放貢獻(xiàn)非常有限。

2.2 排放強(qiáng)度突出

雖然從全國維度看，化工行業(yè)的碳排放總量貢獻(xiàn)不大，但在區(qū)域?qū)用嬗捎诘貐^(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)及發(fā)展水平的不同依然面臨差異化的壓力。尤其是作為煤炭大省的內(nèi)蒙古今年2月受到了國家發(fā)改委對(duì)未能完成能耗總量和強(qiáng)度“雙控”考核的通報(bào)批評(píng)。我們根據(jù)部分省市統(tǒng)計(jì)年鑒中工業(yè)以及其細(xì)分化工行業(yè)的規(guī)模以上收入與能源消耗，簡(jiǎn)單測(cè)算了每萬元收入對(duì)應(yīng)的能源消耗以及碳排放。利用各省市煤炭、原油、天然氣的消費(fèi)占比計(jì)算出單位能源消費(fèi)的碳排放量，以建立從能源消耗數(shù)據(jù)到碳排放量的轉(zhuǎn)換。我們根據(jù)最新公布的分?。▍^(qū)、市）萬元地區(qū)生產(chǎn)總值能耗降低率指標(biāo)，選取了其中表現(xiàn)最差的三個(gè)省市（內(nèi)蒙古、寧夏、遼寧）以及表現(xiàn)最好的三個(gè)省市（北京、河北、甘肅），并與全國測(cè)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。首先從行業(yè)的單位排放量來看，化工的單位收入碳排放量高于工業(yè)行業(yè)的平均水平。其次地區(qū)差異上，對(duì)于萬元能源消耗指標(biāo)表現(xiàn)較差的省市，單位收入的碳排放代價(jià)也明顯較高。所以從排放強(qiáng)度看，化工行業(yè)減排還是面臨一定的挑戰(zhàn)，并且在地區(qū)上的差異化非常明顯。

2.3 化工產(chǎn)品碳排放測(cè)算方法

總體而言，化工行業(yè)排放存在著總量有限但強(qiáng)度突出的特點(diǎn)。而且由于化工行業(yè)產(chǎn)品種類繁多，厘清產(chǎn)生碳排放的核心工藝對(duì)于識(shí)別未來的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇就非常重要。那么第一步就是明確化工行業(yè)碳排放的來源和核算方式。我國碳排放清單的建立是基于和算法而非在線監(jiān)測(cè)，與IPCC的國際標(biāo)準(zhǔn)一致。根據(jù)我國官方的碳排放核算指南，化工生產(chǎn)中的碳排放來源主要可以細(xì)分為五個(gè)方面，分別是燃料燃燒排放、廢氣的火炬燃燒排放、工業(yè)生產(chǎn)過程排放、CO2回收利用量、凈購入電力和熱力隱含的CO2排放。本文我們將燃料燃燒排放和凈購入電力和熱力隱含排放歸為公用工程排放，工業(yè)生產(chǎn)過程排放單列，廢氣的火炬燃燒排放和CO2回收利用量（除合成尿素消耗外）暫不考慮。

2.3.1 公用工程排放

化工企業(yè)的公用工程排放主要就是能源相關(guān)排放。生產(chǎn)過程中能源消耗可以是一次能源和二次能源。不同的燃料在燃燒過程中的碳排放量不盡相同。電力屬于二次能源，但因?yàn)楫a(chǎn)生電力的過程仍然需要發(fā)電廠的燃料燃燒，在核算指南中，電力也擁有碳排放系數(shù)，本文中我們以北京2020年新標(biāo)準(zhǔn)0.604噸CO2/MWh計(jì)算。一般我們將燃料燃燒排放、電/熱力隱含的碳排放、火炬燃燒排放統(tǒng)稱為公用工程排放，本文中我們重點(diǎn)計(jì)算燃料燃燒和電/熱力隱含的碳排放。

2.3.2 工業(yè)過程排放

過程碳排放測(cè)算是利用物質(zhì)質(zhì)量守恒原則，IPCC發(fā)布的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》就假設(shè)了過程排放中所有損失的C元素都轉(zhuǎn)換為CO2排出，原料與產(chǎn)物（包括次級(jí)產(chǎn)物）的碳含量差值就是該產(chǎn)品生產(chǎn)過程中CO2過程排放。過程排放和公用工程排放共同組成了化工制備中的所有碳排放。

此外，由于海外多以油氣路線為主，工藝成熟且擁有完備的過程排放數(shù)據(jù)，因此我們可以直接利用IPCC和歐盟公布的油氣路線排放因子來直接進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于我國的重要煤化工路線，我們將補(bǔ)充較為詳細(xì)的碳排放量計(jì)算過程。

典型化工產(chǎn)品的碳排放量測(cè)算

在本章節(jié)中，我們將較為詳細(xì)地對(duì)重要的幾類能化產(chǎn)品的單位碳排放量進(jìn)行計(jì)算，以梳理主要化工生產(chǎn)流程中碳排放的主要來源以及具有較高環(huán)境代價(jià)的化工產(chǎn)品。在前期《煉化一體化正在解體，未來油煤氣化工誰能勝出？》報(bào)告中，我們從碳原子經(jīng)濟(jì)性的角度比較了油煤氣三條能源化工路線，在此我們進(jìn)一步以這個(gè)視角分析各路線碳排放的強(qiáng)度及考慮放成本后的經(jīng)濟(jì)性。三條路徑主要是在C1和C2領(lǐng)域有一定的競(jìng)爭(zhēng)性；C3中主要是丙烯，與C2乙烯類似就不再單列。對(duì)于碳排放的兩個(gè)核心來源，能源相關(guān)的排放未來能通過動(dòng)力替代大幅縮減甚至歸零，但過程排放因?yàn)榉磻?yīng)機(jī)理和轉(zhuǎn)化效率的因素則各有千秋。碳?xì)滢D(zhuǎn)化帶來的碳排放是能化產(chǎn)品生產(chǎn)流程中最重要的過程排放。

3.1 如何理解能源化工的過程排放

由于煤炭主要由碳元素組成，氫碳摩爾比僅約0.2~1，需要犧牲一部分C來從其他原料中置換出氫，碳轉(zhuǎn)換率比不上油氣。從具體反應(yīng)過程來看，煤炭是通過煤氣化過程轉(zhuǎn)換為煤氣再進(jìn)行后續(xù)的制備任務(wù)。在理想的水煤氣制備反應(yīng)中，一份C和水生成了一份CO和氫氣。然而這個(gè)反應(yīng)過程是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，在實(shí)際煤氣化過程中并不會(huì)單獨(dú)存在，而是必須配合另外的碳氧化放熱反應(yīng)來給這一過程供熱。這些放熱反應(yīng)消耗了C，卻并沒有從水分子中置換出等比例的氫氣，從而導(dǎo)致了最終產(chǎn)物的碳?xì)浔壤笥?，甚至還生成了一些CO2。此外，以重要的化工中間產(chǎn)品甲醇為例，其原料的碳?xì)浔壤椭?.5，對(duì)氫氣的消耗明顯大于CO。因此，煤氣化過程后往往會(huì)加一步變換反應(yīng)來調(diào)節(jié)CO和氫氣的比例。在這個(gè)過程中，消耗了一份CO和水分子，生成了一份氫氣和CO2。這些煤化工路線中的主要CO2過程排放來源。另一方面，油的氫碳比為1.6-2，天然氣的氫碳比則都在2以上，含氫量皆顯著高于煤炭。以天然氣的C1化工為例，由于甲烷本身氫碳比達(dá)到4，從最核心的反應(yīng)方程式看，其第一步蒸汽重整制合成氣過程產(chǎn)生的H2與CO的比例高達(dá)3倍，遠(yuǎn)大于煤化工路線中1倍，因此下游產(chǎn)品的過程排放量也會(huì)相對(duì)較低。

3.2 C1產(chǎn)業(yè)鏈

C1產(chǎn)業(yè)鏈我們列舉甲醇、合成氨及相應(yīng)下游短流程產(chǎn)品。

3.2.1 甲醇

煤制甲醇主要由兩個(gè)工藝流程組成，分別是煤氣化和甲醇生產(chǎn)。每份甲醇合成大致需要1份CO和2份H2，即氫碳比為2。而代表性的先進(jìn)煤氣化工藝水煤漿和粉煤氣化的粗煤氣中，氫碳比的分別在1和0.5以下，所以必須通過變換過程來補(bǔ)氫。可以看出，如果將粗煤氣中的碳?xì)浔日{(diào)成變換氣中的1份CO和2份H2，無論是水煤漿還是粉煤氣化，都會(huì)產(chǎn)生1.5-1.6份左右的CO2排放，我們簡(jiǎn)化以1份甲醇帶來1.55份的CO2排放計(jì)算，即煤制甲醇過程排放為2.13噸CO2/噸甲醇。

燃燒排放方面，主要由提供蒸汽的燃煤工業(yè)鍋爐、提供電力的燃煤電站鍋爐、火炬排放等。國內(nèi)某22.4萬噸/年煤制甲醇項(xiàng)目，年燃料煤消耗19.44萬噸，以排放系數(shù)1.9003噸CO2/噸煤計(jì)算，其燃料燃燒單位排放量約為1.65噸CO2/噸甲醇。電力部分，以0.21MWh/噸甲醇計(jì)算，每噸甲醇CO2排放量為0.13噸CO2/噸甲醇。煤制甲醇的公用工程碳排放量約為1.78噸/噸甲醇，煤制甲醇的總CO2排放量約為3.91噸/噸甲醇。

氣頭路線的過程排放量可參考IPCC發(fā)布的排放因子0.67噸CO2/噸甲醇，加上根據(jù)相關(guān)環(huán)評(píng)工程數(shù)據(jù)得出0.92噸CO2/噸的公用工程排放量（以天然氣作為燃料），氣頭路線甲醇的總排放量為1.59噸CO2/噸。

3.2.2 合成氨

合成氨需要潔凈的1：3氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行合成。在煤化工合成氨路線中，氫氣來自于煤的氣化過程并經(jīng)過變換過程以及各種凈化方法后得到，而氮?dú)鈩t可以直接從空氣中液化分離制得。氨氣不含碳，含碳的副產(chǎn)品粉煤灰是產(chǎn)成品中主要的含碳物質(zhì)。

過程排放方面，每份氨氣要消耗1.5份H2，假設(shè)每份H2都是通過煤氣變換反應(yīng)以1份CO2排放得來的，即每份合成氨產(chǎn)生1.5份CO2，則每噸氨氣的CO2排放量為3.88噸，這是理想的理論排放值。根據(jù)文獻(xiàn)中50萬噸年產(chǎn)量合成氨項(xiàng)目的工藝數(shù)據(jù)計(jì)算和質(zhì)量守恒計(jì)算，噸氨的單位過程排放為4.22噸CO2，，相當(dāng)于每份合成氨產(chǎn)生1.6份CO2，比理論值稍大。公用工程碳排放方面，該項(xiàng)目燃料煤的每年消耗量為44.9萬噸，其含碳量由低位發(fā)熱量19.570GJ/噸與單位熱值含碳量26.18×10-3噸/GJ可得0.5126噸C/噸燃料煤，碳氧化率為93%，則總CO2排放量為78.48萬噸，即單噸合成氨的燃料燃燒排放1.57噸CO2。項(xiàng)目年購電量為21.7萬MWh，計(jì)算得到單噸合成氨的電力隱含排放量為0.26噸CO2。熱力部分，該企業(yè)蒸汽均為燃料燃燒得到，故不再另外計(jì)算。基于實(shí)際工程數(shù)據(jù)，煤制合成氨的單位碳排放約為6.05噸CO2/噸氨。

除了煤炭原料外，天然氣也是合成氨的重要路線之一。IPCC給出的天然氣制氨的過程排放量為2.10噸CO2/噸氨。相當(dāng)于每份合成氨帶來0.81份的CO2。我們根據(jù)相關(guān)資料算得公用工程排放為1.0噸CO2/噸氨，總排放量3.10噸CO2/噸氨，氣頭合成氨的碳排放優(yōu)勢(shì)明顯。

3.2.3 尿素

合成氨企業(yè)大多通過回收CO2來制備尿素。每份尿素會(huì)消耗2份氨氣和1份CO2，氣頭合成氨制過程中生成0.81×2份CO2，扣除消耗的1份CO2，氣頭尿素的過程碳排放量實(shí)際只有0.46噸CO2/噸尿素。公用工程的碳排放要同時(shí)考慮合成氨工序以及尿素工序，氣頭路線公用工程排放為1.06噸CO2/噸尿素，氣頭路線尿素總排放量約為1.52噸CO2/噸尿素。同理計(jì)算煤頭尿素總排放量約為3.00噸CO2/噸尿素。

3.2.4 醋酸

甲醇羰基化制備的醋酸也是甲醇的重要下游產(chǎn)品。全球40%的醋酸由該法生產(chǎn)，生成的每份醋酸消耗1份甲醇和1份CO。同時(shí)，甲醇羰基化工序的公用工程碳排放量約為0.36噸CO2/噸醋酸。煤頭與氣頭甲醇路線下的單位質(zhì)量醋酸總排放量約為2.45和1.21噸CO2/噸醋酸。

3.2.5 二甲酸甲酰胺（DMF）

二甲胺羰基化是制備DMF原子經(jīng)濟(jì)性較高的路線（不會(huì)產(chǎn)生水之類的副產(chǎn)物），也是目前國外常用的合成方法。在該過程中，生成1份DMF需要消耗1份二甲胺和1份CO，二甲胺則可以通過甲醇氨化反應(yīng)制的，即每份二甲胺消耗2份甲醇與1份氨氣。結(jié)合煤化工路線中產(chǎn)生CO2的氨氣（1.6份CO2）和甲醇（1.55×2份）的CO2份數(shù)相加，制備每份DMF將排出4.7份CO2，即其過程排放量為2.85噸CO2/噸DMF。公用工程方面，我們根據(jù)某年產(chǎn)10萬噸DMF項(xiàng)目的公用工程消耗計(jì)算，以甲醇和氨氣為原料從制備二甲胺工序開始，單噸DMF蒸汽用量9噸，耗電量600kWh，再加上煤制甲醇與氨氣的工序，煤化工原料路線的公用工程碳排放量總計(jì)為5.43噸CO2/噸DMF，單位總碳排放量為7.69噸CO2/噸DMF。氣頭路線的排放差異在于甲醇和氨氣制備過程，同理計(jì)算氣頭單位總碳排放量為5.56噸CO2/噸DMF。

3.3 C2產(chǎn)業(yè)鏈

C2產(chǎn)業(yè)鏈主要列舉乙烯、乙二醇及PVC。

3.3.1 乙烯

烯烴是甲醇的重要下游產(chǎn)品，主要有三條制備路線，分別是煤炭（甲醇）、石腦油和乙烷裂解和丙烷脫氫。在此著重討論煤頭MTO和石腦油、乙烷裂解路徑。MTO的甲醇質(zhì)量單耗按約2.8左右計(jì)，單噸煤制甲醇CO2工藝排放量為2.13噸，則單噸乙烯的過程排放量為5.97噸CO2/噸乙烯。丙烯與乙烯單位噸碳排放量基本一致。另外根據(jù)開灤集團(tuán)60萬噸煤烯烴項(xiàng)目（含煤氣化過程）和寶豐寧夏三期的公用工程消耗計(jì)算，單噸煤制烯烴公用工程排放量為4.06噸，故煤制烯烴總排放量為10.03噸CO2/噸烯烴。

依據(jù)IPCC，石腦油裂解制乙烯的過程排放為1.73噸CO2/噸乙烯，乙烷裂解過程排放為0.95噸CO2/噸乙烯，基于國內(nèi)項(xiàng)目測(cè)算的公用工程排放為0.94噸CO2/噸乙烯，故油頭和氣頭裂解路徑制乙烯的總排放分別為2.67和1.89噸CO2/噸乙烯。天然氣中5%-10%的乙烷提供了氣頭裂解乙烯的主要原料，我國乙烷裂解制乙烯路線占比并不大，2019年僅占到乙烯總產(chǎn)能的2.4%，油頭和煤頭產(chǎn)能分別是73.1%和24.5%。

3.3.2 乙二醇

煤制乙二醇路線即草酸酯法制乙二醇，甲醇是中間產(chǎn)品。由于最后一步草酸二甲酯加氫會(huì)生出兩個(gè)甲醇，因此生產(chǎn)甲醇隱含的CO2排放并不計(jì)算在內(nèi)。根據(jù)草酸酯法的兩步反應(yīng)式，1份乙二醇需要消耗4份氫氣，對(duì)應(yīng)于煤化工變換反應(yīng)的4份CO2排出，則煤炭原料下的乙二醇過程排放量為2.84噸CO2/噸乙二醇。

公用工程排放方面，從甲醇為原料走草酸酯路線制備的乙二醇消耗低壓蒸汽5.2噸/噸乙二醇，以低壓蒸汽折標(biāo)系數(shù)0.1kgce/kg計(jì)算，每噸乙二醇蒸汽用煤的碳排放為1.44噸CO2/噸乙二醇。每噸電力消耗692KWh，即每噸乙二醇排放0.42噸CO2。則煤制乙二醇公用工程排放CO2約為1.86噸，煤制乙二醇的CO2總排放量為4.70噸/噸乙二醇。

油氣制備乙二醇的路線中，普遍以乙烯為原料，通過乙烯氧化制環(huán)氧乙烷和環(huán)氧乙烷水合成乙二醇。其過程排放仍然以乙烯制備為主。基于IPCC的乙烯排放因子，油頭、氣頭乙二醇過程排放為0.97和0.53噸CO2/噸乙二醇，而公用工程為1.31噸CO2/噸乙二醇，故油頭、氣頭乙二醇總排放量分別為2.28和1.84噸CO2/噸乙二醇。

3.3.3 聚氯乙烯（PVC）

PVC的制備路線主要有煤頭電石法和乙烯法。在電石法中，石油焦的制備、煅燒石灰石（碳酸鈣）和用碳還原CaO這三個(gè)過程都會(huì)產(chǎn)生CO2。電石法的過程碳排放量為2.23噸CO2/噸PVC，公用工程碳排放量為5.14噸CO2/噸PVC，總排放量7.4噸CO2/噸PVC。乙烯法又可以分為煤基乙烯法和油氣裂解乙烯法，它們的碳排放差異主要來自于制備乙烯過程。兩個(gè)路線的總排放量分別根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)以及IPCC的氣頭路線氯乙烯排放因子計(jì)算，煤頭乙烯法為8.46噸CO2/噸PVC，氣頭約為2.25噸CO2/噸PVC。

3.4 如何理解能化產(chǎn)品的排放壓力

不可否認(rèn)的是，雖然化工行業(yè)排放總量占比不高，但是中游能化產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度還是較為突出。以單位收入排放的維度看，主要的能化產(chǎn)品排放強(qiáng)度基本都高于宏觀數(shù)據(jù)所統(tǒng)計(jì)的化工行業(yè)平均排放水平。我們認(rèn)為這其中很重要的原因來源于傳統(tǒng)排放的統(tǒng)計(jì)和測(cè)算工作多集中在能源消費(fèi)相關(guān)，而過程排放并不是關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是對(duì)于化工這種流程長(zhǎng)且產(chǎn)品門類極為復(fù)雜的行業(yè)更加難以做到完美覆蓋。然而從能化產(chǎn)品全流程的排放看，過程排放往往能達(dá)到50%以上。而且隨著未來可再生能源替代的逐步推進(jìn)，能源相關(guān)排放還會(huì)大大縮減，那么過程排放將是決定產(chǎn)品碳排放壓力的核心因素。所以客觀來看，煤化工因?yàn)槊禾孔陨硖細(xì)浣M分的原因自然會(huì)帶來比油氣路徑更高的過程排放，另外也是因?yàn)檗D(zhuǎn)步驟更多流程更長(zhǎng)帶來了相應(yīng)較高的能源相關(guān)排放。我們過去的報(bào)告曾經(jīng)從生產(chǎn)成本的角度分析認(rèn)為煤化工憑借中國的煤炭資源稟賦和持續(xù)的技術(shù)投入，在C1、C2領(lǐng)域有著極強(qiáng)的成本競(jìng)爭(zhēng)力，但如果將碳排放的成本內(nèi)部化，則有可能改變路徑競(jìng)爭(zhēng)性的格局。比如煤質(zhì)烯烴全流程的CO2總排放達(dá)到10噸CO2/噸烯烴，其中過程排放就達(dá)到了6噸CO2/噸烯烴，以目前歐盟40歐元/噸CO2測(cè)算，碳排放的成本加成達(dá)到2800元/噸，占產(chǎn)品單價(jià)的30%以上，即使僅考慮過程排放，排放成本也占到近20%；煤頭尿素的全流程碳排放成本占比甚至可達(dá)到產(chǎn)品價(jià)格的55%。從這個(gè)角度看，煤化工因?yàn)樵媳旧淼摹叭毕荨保路鹱詭Ц吲欧诺摹霸铩?，這也能部分解釋前期市場(chǎng)上為何煤化工龍頭明顯殺跌。那么煤化工是不是開篇所說的“改革”的對(duì)象呢？我們認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必要性毋庸置疑，但絕不是一棒子打死。

首先，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，C1產(chǎn)品主要是國內(nèi)自給自足，其中合成氨、尿素與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全息息相關(guān)，煤頭產(chǎn)能的經(jīng)濟(jì)性難以被取代，其供需結(jié)構(gòu)經(jīng)歷前幾年的環(huán)保主導(dǎo)供給側(cè)改革已經(jīng)修復(fù)至平衡甚至趨緊的狀態(tài)；C2產(chǎn)品核心的烯烴進(jìn)口依賴度還處于較高的水平，原料的供應(yīng)安全需要牢牢把握在自己手里，所以煤頭流程有更多的戰(zhàn)略意義。而且總書記近期提出，我國碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中，要“處理好減污降碳和能源安全、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全、糧食安全、群眾正常生活的關(guān)系”。我們認(rèn)為，政策的推進(jìn)是堅(jiān)定但具備彈性的，絕不是一刀切。而且即使供給走向壓縮，先進(jìn)企業(yè)在這一過程中已具備很強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

第二，煤頭工藝上天生的“缺陷”無法改變，但我們認(rèn)為龍頭企業(yè)有充足的應(yīng)對(duì)措施。即使過去沒有“碳中和”的框架，龍頭企業(yè)實(shí)際上也在不斷地建立自己降耗減排的能力基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)布局。而隨著達(dá)峰和中和的政策下壓，它們也能有充足的生存空間并且把發(fā)展的主動(dòng)權(quán)掌握在自己手里。從技術(shù)上看，能化產(chǎn)品過程排放的問題實(shí)際上就是碳原子利用率，即原料利用和轉(zhuǎn)化率的問題；雖然從反應(yīng)機(jī)理上難以短期逆轉(zhuǎn)，但通過提升包括合成氣等物料的利用效率，就能夠降低無謂的碳原子損失，而這些則來自于企業(yè)長(zhǎng)期在工程、技術(shù)上的積累以及對(duì)化學(xué)合成的深入理解。這一點(diǎn)在我們前期《華魯恒升系列報(bào)告二：從公司成本競(jìng)爭(zhēng)力看未來發(fā)展?jié)摿Α分芯陀羞^深入的分析，華魯通過技術(shù)改造

實(shí)現(xiàn)不降負(fù)荷倒?fàn)t，實(shí)現(xiàn)了裝置高負(fù)荷長(zhǎng)周期運(yùn)行，使得三大平臺(tái)互聯(lián)互通后合成氣利用率提升。又如過程排放強(qiáng)度突出的煤制烯烴領(lǐng)域，寶豐能源去年4月投資14億建設(shè)太陽能電解水項(xiàng)目，年產(chǎn)氫氣1.6億標(biāo)方，用以耦合煤化工的氫氣需求以降低過程排放。公用工程方面的舉措就更加明顯，龍頭企業(yè)在蒸汽梯級(jí)利用方面的挖潛一直在持續(xù)，我們?cè)诨诃h(huán)評(píng)的測(cè)算中也發(fā)現(xiàn)，寶豐煤制甲醇通過蒸汽利用，單噸甲醇公用工程排放CO2僅0.23噸，低于行業(yè)1.78噸的水平，若蒸汽均來自于副產(chǎn)，則實(shí)際排放可能更低。先進(jìn)企業(yè)在節(jié)能減排上的布局實(shí)質(zhì)上是與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的方向高度一致的，類似于有些氮肥大省近年開始出政策要求退出固定床，然而華魯在上市初就已經(jīng)在積極進(jìn)行水煤漿對(duì)固定床的替代。見微知著，龍頭采取的措施都不是針對(duì)當(dāng)下政策見招拆招，而是早有意識(shí)地進(jìn)行了提前布局。總而言之，雖然市場(chǎng)偏向于將2060年碳中和的情景直接反向推延至當(dāng)下，對(duì)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的版塊“精確識(shí)別”，但事實(shí)上這一過程是雙向的非線性的變化過程。但我們認(rèn)為，即使在技術(shù)變革和路徑選擇上存在極大的不確定性，龍頭企業(yè)在短、中、長(zhǎng)期的維度下依舊是最具有生命力且掌握發(fā)展權(quán)的群體。

投資建議

投資建議上，我們持續(xù)看好在技術(shù)、能效、環(huán)保上形成突出壁壘的龍頭企業(yè)，推薦萬華化學(xué)(600309，買入)、華魯恒升(600426，買入)、寶豐能源(600989，買入)、金能科技(603113，買入)。尤其是煤化工龍頭在前期市場(chǎng)反應(yīng)中殺跌明顯，我們認(rèn)為隨著政策推進(jìn)節(jié)奏明朗以及市場(chǎng)對(duì)碳中和理解程度的加深，以華魯恒升為代表的煤化工標(biāo)桿企業(yè)的長(zhǎng)期抗風(fēng)險(xiǎn)能力將得到認(rèn)識(shí)，投資價(jià)值也將充分回歸。

風(fēng)險(xiǎn)提示

1、 碳排放總量控制執(zhí)行力度的不確定性：碳達(dá)峰及碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間維度較長(zhǎng)，政策執(zhí)行也需要長(zhǎng)期的摸索，在推進(jìn)的路徑和節(jié)奏上具有不確定性。

2、 新項(xiàng)目審批的不確定性：未來如果碳排放強(qiáng)度納入新項(xiàng)目審批指標(biāo)，將對(duì)企業(yè)未來發(fā)展以及行業(yè)格局帶來一定的影響。